CN108035685A - 一种球式减摩降阻短节 - Google Patents

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张梁
李镕成
周加伟
杨静远
马胜吉
梁政
赵勇
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    • E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明涉及一种石油天然气行业钻井工程中钻水平井和大位移井用的球式减摩降阻短节。它解决水平井和大位移井在钻进过程中钻柱和井壁之间摩擦阻力大，钻柱轴向送进和周向旋转困难的问题。其技术方案是：壳体每个扶正筋上均设置有轴向沉槽，轴向沉槽中部设置一圆形盲孔，轴向沉槽两端设置有螺纹孔；滚球安装在球座上端中心的半球形凹槽内，球座上端和封盖下端螺纹连接；球座、封盖和滚球整体安装在壳体扶正筋上轴向沉槽中部的圆形盲孔内，压板安装在壳体扶正筋上的轴向沉槽内，压板用螺钉和壳体固紧。本发明可以有效减小水平井段钻柱和井眼之间的轴向摩擦阻力和周向摩擦阻力，延伸水平井段钻井长度。

Description

一种球式减摩降阻短节
技术领域
本发明涉及一种石油天然气行业钻井工程中钻水平井和大位移井用的球式减摩降阻短节。
背景技术
随着石油天然气行业旋转导向钻井技术等高新钻井技术的不断发展和进步，水平井和大位移井得到越来越广泛的应用。水平井和大位移井具有很长的水平位移，所以在钻水平井和大位移井的过程中，钻柱侧卧在井眼上，钻柱与井壁或者套管之间的摩擦阻力很大。和竖直井相比，在水平井和大位移井钻井过程中，钻柱自身的重力被水平段井眼承受，钻压难以有效施加给钻头，钻柱和井眼之间具有很大的摩擦阻力，严重阻碍了钻柱送进。因此，减小钻柱和井眼之间的摩擦阻力，帮助钻柱送进是水平井和大位移井钻井工程中最为直接有效的技术方法。
目前减小钻柱和井眼之间摩擦阻力的普遍方法是在在钻柱上安装多组减摩短节，利用减摩短节和井壁或者套管直接接触，由于减摩短节和井壁或者套管之间的摩擦系数远小于钻柱和井壁或者套管之间的摩擦系数，故可以有效减小钻柱和井眼之间的摩擦阻力。现在广泛应用的减摩短节是利用销轴把滚轮安装在减摩短节本体上，利用滚轮和井壁或者套管之间滚动减小钻柱送进的摩擦阻力。然而这类利用滚轮的减摩短节仅仅减小了钻柱送进时轴向上的摩擦阻力，对于复合钻井过程中，钻柱周向旋转时不能有效减小周向摩擦阻力，甚至由于滚轮侧边和井壁或者套管之间可能发生咬边的情况，反而增加了钻柱旋转的阻力。
发明内容
本发明的目的是：为了解决水平井和大位移井在钻进过程中钻柱和井壁之间摩擦阻力大，钻柱轴向送进和周向旋转困难的问题，特提供一种球式减摩降阻短节。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种球式减摩降阻短节，是由螺钉、压板、封盖、滚球、球座和壳体构成；其结构特征是：壳体上端设置有公扣，壳体下端设置有母扣，壳体上部周向均匀设置三个扶正筋，壳体下部周向均匀设置三个扶正筋，壳体上部三个扶正筋和下部三个扶正筋的周向相位相差60°，壳体每个扶正筋上均设置有轴向沉槽，轴向沉槽中部设置一圆形盲孔，轴向沉槽两端设置有螺纹孔；球座上端中心设置一半球形凹槽，半球形凹槽上设置有球座防磨层，球座外圆上端设置有公螺纹；封盖中心设置一通孔，通孔壁面设置为球面，通孔壁面上设置有封盖防磨层，封盖下端设置有母螺纹；压板中心设置一通孔，压板两端设置有台阶孔；滚球安装在球座上端中心的半球形凹槽内，球座上端和封盖下端螺纹连接；球座、封盖和滚球整体安装在壳体扶正筋上轴向沉槽中部的圆形盲孔内，压板安装在壳体扶正筋上的轴向沉槽内，压板用螺钉和壳体固紧。
本发明的有益效果是：(1)本发明可以有效减小水平井段钻柱和井眼之间的轴向摩擦阻力和周向摩擦阻力；(2)本发明结构简单，易损件少，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明一种球式减摩降阻短节的结构示意图；
图2是图1A-A截面剖视图；
图3是本发明一种球式减摩降阻短节的三维结构示意图；
图中：1.螺钉、2.压板、3.封盖、4.滚球、5.球座、6.壳体、31.封盖防磨层、51.球座防磨层。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明一种球式减摩降阻短节，是由螺钉1、压板2、封盖3、滚球4、球座5和壳体6构成；其结构特征是：壳体6上端设置有公扣，壳体6下端设置有母扣，壳体6上部周向均匀设置三个扶正筋，壳体6下部周向均匀设置三个扶正筋，壳体6上部三个扶正筋和下部三个扶正筋的周向相位相差60°，壳体6每个扶正筋上均设置有轴向沉槽，轴向沉槽中部设置一圆形盲孔，轴向沉槽两端设置有螺纹孔；球座5上端中心设置一半球形凹槽，半球形凹槽上设置有球座防磨层51，球座5外圆上端设置有公螺纹；封盖3中心设置一通孔，通孔壁面设置为球面，通孔壁面上设置有封盖防磨层31，封盖3下端设置有母螺纹；压板2中心设置一通孔，压板2两端设置有台阶孔；滚球4安装在球座5上端中心的半球形凹槽内，球座5上端和封盖3下端螺纹连接；球座5、封盖3和滚球4整体安装在壳体6扶正筋上轴向沉槽中部的圆形盲孔内，压板2安装在壳体6扶正筋上的轴向沉槽内，压板2用螺钉1和壳体6固紧。

Claims (1)

1.一种球式减摩降阻短节，是由螺钉(1)、压板(2)、封盖(3)、滚球(4)、球座(5)和壳体(6)构成；其特征是：壳体(6)上端设置有公扣，壳体(6)下端设置有母扣，壳体(6)上部周向均匀设置三个扶正筋，壳体(6)下部周向均匀设置三个扶正筋，壳体(6)上部三个扶正筋和下部三个扶正筋的周向相位相差60°，壳体(6)每个扶正筋上均设置有轴向沉槽，轴向沉槽中部设置一圆形盲孔，轴向沉槽两端设置有螺纹孔；球座(5)上端中心设置一半球形凹槽，半球形凹槽上设置有球座防磨层(51)，球座(5)外圆上端设置有公螺纹；封盖(3)中心设置一通孔，通孔壁面设置为球面，通孔壁面上设置有封盖防磨层(31)，封盖(3)下端设置有母螺纹；压板(2)中心设置一通孔，压板(2)两端设置有台阶孔；滚球(4)安装在球座(5)上端中心的半球形凹槽内，球座(5)上端和封盖(3)下端螺纹连接；球座(5)、封盖(3)和滚球(4)整体安装在壳体(6)扶正筋上轴向沉槽中部的圆形盲孔内，压板(2)安装在壳体(6)扶正筋上的轴向沉槽内，压板(2)用螺钉(1)和壳体(6)固紧。
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